人类的进化

人类的进化·

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1859年达尔文《物种起源》后,赫胥黎《人在自然界中的地位》(1863)和达尔文《人类的由来》(1871)推论 人是从类人猿的某一古代成员进化而来,人类也是进化的产物。现已找到长达 440万年 基本连续的人科化石,总体表现出从猿到人的进化趋势。


人类与灵长目·

人类属于灵长目·

  • 灵长目(Primates):树栖哺乳动物,有许多适应树栖的共同性状(如两眼朝前形成立体视野)。人虽不再树栖,仍保留树栖祖先特性。
  • 原猴亚目:比类人猿亚目原始,最早化石6500万年前(晚白垩纪,恐龙末期)。5指趾高度可动、大拇指大脚趾可对握、触觉发达、视野重叠。脑较小、鼻较大、手操作能力小。
  • 类人猿亚目(约4000万年前出现):脑较大、面部扁平、两眼朝前有眉脊保护,更靠视觉少靠嗅觉。两次目:

    阔鼻猴次目(新世界猴,鼻扁平,齿式2:1:3:3,南美洲,卷尾猴);狭鼻猴次目(鼻孔朝下紧靠,齿式2:1:2:3,非洲欧亚,狒狒猕猴金丝猴),下分猕猴超科(旧世界猴,有外尾)和 人猿超科(无外尾,人属此)

人与猿的分子亲缘关系 ★·

分子生物学揭示人与非洲大猿关系密切:蛋白质氨基酸序列差异——人与黑猩猩0.27%、大猩猩0.65%(均<1%)、猩猩2.78%、长臂猿2.38%、猕猴3.89%。人与黑猩猩基因组约30亿碱基对中仅4000万个有区别(1.33%)

  • 人猿超科重新分类:3个科——长臂猿科、猩猩科、人科(Hominidae)。人科分大猩猩亚科(大猩猩、黑猩猩)和 人亚科(Homininae,hominin)(智人、南方古猿等化石人类)。
  • 人区别于猿的特征:两足行走;大脑及语言、象征思维、艺术能力;制造使用复杂工具;简化的颌骨;短消化道。人与黑猩猩差异在于 19个调节基因的表达

猿是我们的近亲·

长臂猿、猩猩、大猩猩、黑猩猩统称猿,居热带森林,主要素食。黑猩猩最受重视:

  • 文化行为:非洲野生黑猩猩有39项后天模拟学习获得的行为,部分是 制造使用工具(用枝条"钓"白蚁、揉树叶吸水),突破了"人是唯一工具制造者"。经训练能学会人类手势语。
  • 自我意识:镜子红点实验证明黑猩猩认识镜中的自己——挑战"人是唯一有自我意识的动物"。
  • 智力的选择压力:推动非人灵长类智力增长的选择压力主要来自 复杂的社会关系和相互作用(结盟网络、谋略),而非谋生需要。

人与猿在解剖性状上的差别 ★·

  • 直立行走:人枕骨大孔在颅基中央(猿在后部);人股骨与躯干垂直线成角度,重心接近中轴(猿平行,左右摇摆);人脚失去抓握、大趾与其他趾并行、有脚弓(猿大脚趾能对握、脚底平)。
  • :直立解放双手成劳动器官;人手短宽、指骨直、大拇指发育良好(猿手长窄、指骨弯、大拇指简缩)。
  • 脑容量:人平均 1350 mL,为猿(400~500 mL)的3倍;人有高耸的额(猿后倾)。
  • 牙齿颌部:人牙小、尖牙门齿化、颌后缩(猿牙大、尖牙突出、颌突出),眉脊消失。
  • 喉的位置:人喉位置低,声道长,加灵活舌头,可发50种音素(猿仅12种)。
  • 生长发育:人脑比猿大3倍,胎儿必须 提前到脑容量为成人1/3时出生 才能通过骨盆开口,儿童期延长——利于学习成为社会的、文化的人。
  • 人类体质特征是 渐次出现、非齐头并进 的,存在一系列中间类型。


人类的进化过程·

一个多分支的人亚科谱系·

  • 直线进化(anagenesis)模式:早期认为化石人类多位于系统树主干,新种产生时原种即消失(只有一个通向粗壮南猿的分支)。
  • 分支(cladogenesis)模式 ★:20世纪70年代肯尼亚图尔卡纳湖畔证据表明 180万年前同时有4种人亚科成员(南方古猿粗壮种、能人、鲁道夫人、匠人),故摒弃直线进化改用分支模式。
  • 最古老的人亚科成员

    始祖地栖猿(440万年前);厄罗宁人、地栖猿kadabba亚种(约600万年前);萨赫勒人(700万年前)——愈接近人猿分支点,仍栖森林。最早成员更像猿,但有初步 二足行走小尖牙 两个似人性状。

南方古猿与人属谱系·

  • 南方古猿(南猿):稀树草原小脑袋二足猿,脑量400~500 mL,除二足外都似猿。

    纤细型(非洲南猿、阿法南猿,250万年前灭绝);粗壮型(粗壮南猿、鲍氏南猿,100多万年前灭绝)。人属由纤细型南猿产生。

  • 人属(Homo)多分支谱系

    能人、鲁道夫人是最早成员,脑量600~800多毫升,能制造石器,保留南猿属性(过渡特征)。从能人产生 匠人 和分布东亚东南亚的 直立人

  • 远古智人:约25万年前由匠人演化,脑量1000 cm³以上(海德堡人)→产生 尼安德特人智人。4万年前尼人灭绝,智人成为硕果仅存的人亚科成员。

直立姿态的进化在脑扩大之前 ★重点·

  • 达特发现非洲南猿(1924):Taung小孩头骨脑量约500 mL(猿水平),但 枕骨大孔在颅基中央,表明已能直立行走。当时遭反感而湮没。
  • 莱托里足迹(利基1976):坦桑尼亚400万年前火山灰中的足迹,证明400万年前已有能直立行走的人亚科成员。
  • “露西”(阿法南猿)

    1974年约翰森在埃塞俄比亚发现,含40%骨骼,距今300~360万年。研究表明她 既能直立行走(骨盆短宽、有脚弓、大脚趾不能对握、股骨有外翻角)又仍是树木攀援者(指趾骨弯曲、前肢比后肢长、肩关节偏颅侧),以森林为庇护所。

  • 塞拉姆(2006):330万年前女童,骨架完整,内耳半规管似猿——说明阿法南猿 二足行走还不完善
  • 直立行走的价值 ★:解放上肢和手,为工具发展创造条件。抓握有 力量型(猿)和 灵巧型(人,大拇指发育好)两种。250万年前粗壮南猿和能人大拇指发育好、地点有石器,可能是石器制造者。
  • 盖希南猿(A. garhi):埃塞俄比亚250万年前动物骨骼切痕,说明 人类使用石器在脑扩大之前
  • 能人是最早且重要的石器制造者:脑容量达680 mL(比南猿大50%),杂食,用带刃石器切开尸体获取红肉,开拓新肉食资源。标志新进化趋势开始。用工具制造工具(敲击石头制石片石核)是超越黑猩猩(仅徒手制工具)的关键跨越。

聪明而又机敏的杂食者(直立人)·

  • 南猿 vs 人属(图尔卡纳小孩 vs 露西)★

    二者都能直立,但灵活性差异大:南猿胸廓漏斗形、下肢相对短、体重身高比是直立人2倍(笨重);直立人胸廓圆桶形、下肢相对长、矫健,攀援性状消失。人科动物进化到直立人才最终离开热带森林。 东非直立人重命名为 匠人,直立人专指东亚东南亚的(代表"北京人")。

  • “北京人”:周口店,前额后倾、有眉嵴矢状嵴枕嵴,居洞穴,制造比能人更精良的石器,会用火管理火,肉食占一定分量。
  • 肉食增加与脑扩大

    从南猿到匠人/直立人,肉食比例显著增加(石器作屠宰工具、骨骼与石器堆积增多、匠人内脏变小)。脑是最耗能器官,只有大幅提高肉食比例,人属才能形成超过南猿的脑量——须在食肉动物生态位占一席之地。

  • 旧石器时代早期文化(250万~24万年,能人/匠人/直立人)

    最早 奥杜威(Oldowan)石器(敲击砾石打石片,随意性大);70万年出现 手斧(两侧对称,按规则打制,阿舍利 Acheulean 技术)。石器用于宰割尸肉、挖块根。

  • 捡拾尸肉的挑战性:动物骨骼上切痕在咬痕之上,说明原始人在食肉动物享用后才剔剩余红肉——是富挑战性谋生活动(需信息、计划、协作、食物共享、制造工具,推动智力发展)。40万年舒宁根木矛标志能捕猎大型食草动物。
  • 生长发育节律变化

    骨盆开口高限约让脑量385 cm³新生儿通过。大猿新生儿脑量200 cm³(成年一半,出生无困难);智人平均1350 cm³,新生儿须 提前到不足成人1/3时出生。人亚科成年脑量超770 cm³即脱离似猿生长形式——南猿属猿的生长形式,能人处分歧点,匠人/直立人倾向人的生长形式。提前出生的初生儿不能自助,儿童期延长——为学习生存技能、传统习俗创造条件。

  • 匠人/直立人阶段的若干"第一次"

    第一次按规制制造工具、主动狩猎大型食草动物、出现家庭基地、使用火、有漫长童年、走出非洲。生活方式已超越猿。但旧石器早期石器技术长期停滞,须语言和象征思维充分发展后技术革新才加速。

旧石器时代中、后期的人类·

  • 分期:早期(250万15万年,能人/匠人/直立人);中期(15万4万年,尼安德特人莫斯特文化);晚期(4万~1万年,智人时代)。脑容量1300 cm³曾作智人界河(尼人、现代人达标)。现将尼人(H. neanderthalensis)与智人(H. sapiens)视为两个物种。
  • 尼安德特人(尼人)

    旧石器中期广布欧洲西亚,20万年前~4万年前灭绝。身矮、脑量稍大于现代人(约1485 cm³)、头骨较平滑但仍有眉嵴、无下颏。 勒瓦娄锡(Levallois)技术(约20万年前,先加工石核打出成型石器,切割刃更长)促进 莫斯特文化。尼人石器多达60多种,是 衣服制造者(可居寒冷地区),对死者 仪式性埋葬、照顾残疾人,甚至制作穿孔兽牙饰物(象征思维)——多方面超过匠人/直立人。

  • 智人

    硕果仅存的人亚科成员,最早化石为克罗马农人。身材修长、面扁、头骨高薄。约20万年前现身,4万年前创造更发达文化,尼人及其他人亚科从此消失。 石叶技术(4万年前,从制备石核打窄长石片,可用刃口是勒瓦娄锡10倍);骨器发展(矛、鱼叉、鱼钩、有眼的针、投矛器——第一个人工推动工具),工具达100多种。创造 雕像、洞穴绘画、音乐、装饰品 等艺术。

  • 语言和象征思维的跨越:约4万~3.5万年前语言和象征思维获跨越式发展,象征物簇拥而来,人类才确立完全属于自己的生活方式。此前技术以10万年尺度变化,此后以千年尺度并加速。

现代人起源于何时何地 ★重点(两学说)·

  • 多地域起源假说

    现代智人从原分布旧大陆各地的早期智人 平行进化 而来(直立人→早期智人→现代人),种族地区多样性是直立人走出非洲后100多万年形成的。邻近种群基因交流使今天人类同属一个物种。

  • 单一起源(出非洲)学说 ★(获多证据支持)

    现代智人起源于 10万年前的非洲,扩散出去后完全代替尼人和各地早期智人。 证据1:西亚以色列现代人化石大多早于尼人化石4万年,尼人不可能是当地现代人祖先。 证据2(线粒体DNA,威尔逊1987):147个个体线粒体DNA差异很小(<0.6%),有较近共同祖先;非洲群体内部分歧最大(共同祖先最远),故现代人起源于非洲再迁往亚欧。 证据3(尼人线粒体DNA):两个尼人DNA差异3.5%,尼人与现代人差异高达24%,现代人之间差异很小——尼人与现代人是不同分歧,欧洲现代人并非来自尼人证据4(化石):最古老智人化石在埃塞俄比亚(19.5万年、16万年前),走出非洲最古老化石来自中东(约11.5万年前),沿路线先到亚洲、再欧洲、最后澳美。

  • 多数古生物学家已放弃"尼人是直立人向智人过渡阶段"观点,但有分子证据显示两物种间存在有限基因交流。